סיום הפציעות והנכויות הפיזיות הקבועות: עתיד הבריאות P4

כדי לשים קץ לפציעות פיזיות קבועות, החברה שלנו צריכה לבחור: האם אנחנו משחקים את אלוהים עם הביולוגיה האנושית שלנו או שאנחנו הופכים לחלק ממכונה?

עד כה בסדרת Future of Health שלנו, התמקדנו בעתיד של תרופות וריפוי מחלות. ולמרות שמחלה היא הסיבה השכיחה ביותר שאנו עושים שימוש במערכת הבריאות שלנו, הסיבות הפחות נפוצות יכולות להיות לרוב החמורות ביותר.

בין אם נולדת עם מוגבלות פיזית או סבלת מפציעה המגבילה באופן זמני או קבוע את הניידות שלך, אפשרויות הבריאות הזמינות כיום לטיפול בך מוגבלות לרוב. פשוט לא היו לנו הכלים לתקן במלואו את הנזק שנגרם כתוצאה מגנטיקה פגומה או פציעות קשות.

אבל עד אמצע שנות ה-2020, הסטטוס קוו הזה יתהפך על ראשו. הודות להתקדמות בעריכת הגנום שתוארה בפרק הקודם, כמו גם להתקדמות במחשבים ממוזערים ורובוטיקה, יסתיים עידן הליקויים הפיזיים הקבועים.

האדם כמכונה

כשמדובר בפציעות פיזיות הכרוכות באובדן של איבר, לבני אדם יש נוחות מפתיעה בשימוש במכונות ובכלים כדי להחזיר את התנועה. הדוגמה הברורה ביותר, תותבות, נמצאות בשימוש במשך אלפי שנים, נהוג להתייחס בספרות היוונית והרומית העתיקה. בשנת 2000, ארכיאולוגים גילו את בן ה-3,000 שנה, שרידים חנוטים של אצולה מצרית שלבשה אצבע תותבת עשויה עץ ועור.

בהתחשב בהיסטוריה הארוכה הזו של שימוש בכושר ההמצאה שלנו כדי להחזיר רמה מסוימת של ניידות פיזית ובריאות, זה לא צריך להפתיע ששימוש בטכנולוגיה מודרנית כדי להחזיר ניידות מלאה מתקבל בברכה ללא כל מחאה.

תותבות חכמות

כפי שצוין לעיל, בעוד שתחום התותבות עתיק יומין, הוא גם איטי להתפתח. בעשורים האחרונים נרשמו שיפורים בנוחות ובמראה האמיתי שלהם, אך רק בעשור וחצי האחרונים חלה התקדמות אמיתית בתחום בכל הנוגע לעלות, פונקציונליות ושימושיות.

לדוגמה, כאשר פעם זה היה עולה עד $100,000 עבור תותבת מותאמת אישית, אנשים יכולים כעת השתמש במדפסות תלת מימד לבניית תותבות מותאמות אישית (במקרים מסוימים) בפחות מ-$1,000.

בינתיים, עבור לובשי רגליים תותבות שמתקשים ללכת או לטפס במדרגות באופן טבעי, חברות חדשות מעסיקים את תחום הביומימיקה לבניית תותבות המספקות גם חווית הליכה וריצה טבעית יותר, תוך חיתוך עקומת הלמידה הדרושה לשימוש בתותבות אלו.

בעיה נוספת עם רגליים תותבות היא שלעיתים קרובות משתמשים מוצאים אותן כואבות ללבוש לפרקי זמן ממושכים, גם אם הן נבנו בהתאמה אישית. הסיבה לכך היא שתותבות נושאות משקל מאלצות את עורו ובשרו של הקטוע הקטוע מסביב לגדם שלו להימעך בין העצם לתותבת. אחת האפשרויות לעקוף את הבעיה היא להתקין מעין מחבר אוניברסלי ישירות לעצם הקטוע (בדומה להשתלות עיניים ושיניים). כך, ניתן "להבריג ישירות לתוך העצם" רגליים תותבות. זה מסיר את העור על כאבי בשר ומאפשר גם לקטוע קטיעה לקנות מגוון של תותבות בייצור המוני שאין עוד צורך בייצור המוני.

אבל אחד השינויים המרגשים ביותר, במיוחד עבור קטועי רגליים עם זרועות או ידיים תותבות, הוא השימוש בטכנולוגיה המתפתחת במהירות הנקראת Brain-Computer Interface (BCI).

תנועה ביונית המונעת במוח

נדון לראשונה אצלנו עתיד המחשבים סדרה, BCI כרוכה בשימוש בשתל או במכשיר סריקת מוח כדי לנטר את גלי המוח שלך ולשייך אותם לפקודות לשלוט בכל דבר שמופעל על ידי מחשב.

למעשה, אולי לא הבנת את זה, אבל ההתחלה של BCI כבר החלה. קטועי גפיים הם עכשיו בדיקת גפיים רובוטיות נשלט ישירות על ידי המוח, במקום באמצעות חיישנים המחוברים לגדם של הלובש אותו. כמו כן, אנשים עם מוגבלויות קשות (כגון קוואדריפלגים) נמצאים כעת באמצעות BCI כדי לנווט את כיסאות הגלגלים הממונעים שלהם ולתפעל זרועות רובוטיות. עד אמצע שנות ה-2020, BCI יהפוך לסטנדרט בסיוע לקטועים ואנשים עם מוגבלות לנהל חיים עצמאיים יותר. ובתחילת שנות ה-2030, BCI יהפוך למתקדם מספיק כדי לאפשר לאנשים עם פציעות בעמוד השדרה ללכת שוב על ידי העברת פקודות המחשבה ההליכה שלהם לפלג הגוף התחתון שלהם. השתלת עמוד השדרה.

כמובן, ייצור תותבות חכמות הוא לא כל מה שעבורו ישמשו שתלים עתידיים.

שתלים חכמים

השתלים נבדקים כעת כדי להחליף איברים שלמים, במטרה ארוכת טווח לבטל את זמני ההמתנה שעומדים בפני חולים בעת ההמתנה להשתלת תורם. בין המכשירים המדוברים ביותר להחלפת איברים הוא הלב הביוני. כמה עיצובים נכנסו לשוק, אבל בין המבטיחים ביותר הוא א מכשיר השואב דם ברחבי הגוף ללא דופק ... נותן משמעות חדשה לגמרי למתים המהלכים.

יש גם סוג חדש לגמרי של שתלים שנועדו לשפר את הביצועים האנושיים, במקום פשוט להחזיר מישהו למצב בריא. סוגים אלה של שתלים אנו נכסה אצלנו עתיד האבולוציה האנושית סדרה.

אבל בכל הנוגע לבריאות, סוג השתלים האחרון שנזכיר כאן הוא הדור הבא, שתלים מווסתים בריאות. תחשוב על אלה כקוצבי לב שמנטרים את גופך באופן פעיל, משתפים את הביומטרי שלך עם אפליקציית בריאות בטלפון שלך, וכאשר הוא חש בהופעת המחלה משחרר תרופות או זרמים חשמליים כדי לאזן את גופך מחדש.  

למרות שזה אולי נשמע כמו מדע בדיוני, DARPA (זרוע המחקר המתקדם של צבא ארה"ב) כבר עובדת על פרויקט שנקרא ElectRx, קיצור של מרשמים חשמליים. בהתבסס על התהליך הביולוגי המכונה נוירומודולציה, שתל זעיר זה יעקוב אחר מערכת העצבים ההיקפית של הגוף (העצבים המחברים את הגוף למוח וחוט השדרה), וכאשר יזהה חוסר איזון שעלול להוביל למחלה, הוא ישחרר חשמל דחפים שיאזנו מחדש את מערכת העצבים הזו וכן יגרמו לגוף לרפא את עצמו.

ננוטכנולוגיה שוחה בדם שלך

ננוטכנולוגיה היא נושא ענק שיש לו יישומים במגוון רחב של תחומים ותעשיות. בבסיסו, זהו מונח רחב לכל צורה של מדע, הנדסה וטכנולוגיה המודדת, מתמרנת או משלבת חומרים בקנה מידה של 1 ו-100 ננומטר. התמונה למטה תיתן לך תחושה של קנה המידה הננו-טק פועל בתוכו.

בהקשר של בריאות, ננו-טכנולוגיה נחקרת ככלי שעשוי לחולל מהפכה בתחום הבריאות על ידי החלפת תרופות ורוב הניתוחים לחלוטין עד סוף שנות ה-2030.  

במילים אחרות, דמיינו שתוכלו לקחת את הציוד והידע הרפואי הטובים ביותר הנדרשים לטיפול במחלה או לבצע ניתוח ולקודד אותו למנת מי מלח - מינון שניתן לאחסן במזרק, לשלוח לכל מקום ולהזריק לכל מי שזקוק לו. של טיפול רפואי. אם יצליח, זה עלול להפוך את כל מה שדיברנו עליו בשני הפרקים האחרונים של הסדרה הזו למיושן.

עידו בצ'לט, חוקר מוביל בננורובוטיקה כירורגית, חוזה יום שבו ניתוח קל פשוט כולל רופא מזריק מזרק מלא במיליארדי ננו-בוטים מתוכנתים מראש לאזור ממוקד בגופך.

הננו-בוטים האלה היו מתפשטים דרך הגוף שלך ומחפשים רקמות פגומות. לאחר שנמצאו, הם ישתמשו באנזימים כדי לחתוך את תאי הרקמה הפגועים מהרקמה הבריאה. התאים הבריאים של הגוף אז היו מגורים גם להיפטר מהתאים הפגועים וגם לחדש את הרקמה סביב החלל שנוצר מהסרת הרקמה הפגועה. הננו-בוטים יכולים אפילו לכוון ולדכא תאי עצב שמסביב כדי להקהות אותות כאב ולהפחית דלקת.

באמצעות תהליך זה, ניתן ליישם ננו-בוטים אלה גם כדי לתקוף צורות שונות של סרטן, כמו גם וירוסים שונים וחיידקים זרים שעלולים להדביק את גופך. ולמרות שהננו-בוטים האלה עדיין רחוקים לפחות 15 שנה מאימוץ רפואי נרחב, העבודה על הטכנולוגיה הזו כבר מאוד בעיצומו. האינפוגרפיקה שלהלן מתארת ​​כיצד ננו-טכנולוגיה תוכל יום אחד להנדס מחדש את גופנו (דרך ActivistPost.com):

רפואה רגנרטיבית

באמצעות מונח הגג, רפואה רגנרטיבית, ענף מחקר זה משתמש בטכניקות בתחומי הנדסת רקמות וביולוגיה מולקולרית כדי לשחזר את התפקוד של רקמות ואיברים חולים או פגומים. בעיקרון, רפואה רגנרטיבית רוצה להשתמש בתאי הגוף שלך כדי לתקן את עצמם, במקום להחליף או להגדיל את תאי הגוף שלך בתותבות ומכונות.

במובן מסוים, גישה זו לריפוי היא הרבה יותר טבעית מהאפשרויות של רובוקופ שתוארו לעיל. אבל בהתחשב בכל המחאות והחששות האתיים שראינו שהועלו בשני העשורים האחרונים בגלל מזון GMO, מחקר תאי גזע, ולאחרונה שיבוט אנושי ועריכת גנום, זה הוגן לומר שהרפואה המתחדשת עומדת להיתקל בהתנגדות קשה.   

למרות שקל לבטל את החששות הללו על הסף, המציאות היא שלציבור יש הבנה אינטימית ואינטואיטיבית בטכנולוגיה הרבה יותר מאשר בביולוגיה. זכור, תותבות קיימות כבר אלפי שנים; היכולת לקרוא ולערוך את הגנום אפשרית רק מאז 2001. זו הסיבה שאנשים רבים מעדיפים להפוך לסייבורגים מאשר להתעסק עם הגנטיקה ה"נתונה" שלהם.

לכן, כשירות ציבורי, אנו מקווים שהסקירה הקצרה של טכניקות רפואה מתחדשת להלן תעזור להסיר את הסטיגמה סביב משחק אלוהים. בסדר הפחות שנוי במחלוקת לרוב:

תאי גזע משנים צורה

בטח שמעתם הרבה על תאי גזע במהלך השנים האחרונות, לעתים קרובות לא באור הטוב ביותר. אבל עד 2025, תאי גזע ישמשו לריפוי מגוון מצבים ופציעות פיזיות.

לפני שנסביר כיצד ישמשו אותם, חשוב לזכור שתאי גזע שוכנים בכל חלק בגופנו ומחכים שיקראו לפעולה לתיקון רקמה פגומה. למעשה, כל 10 טריליון התאים המרכיבים את גופנו מקורם באותם תאי גזע ראשוניים מתוך רחם אמך. כאשר הגוף שלך נוצר, תאי גזע אלה התמחו לתאי מוח, תאי לב, תאי עור וכו'.

כיום, מדענים מסוגלים כעת להפוך כמעט כל קבוצת תאים בגוף שלך בחזרה לתוך תאי הגזע המקוריים האלה. וזה עניין גדול. מאחר שתאי גזע מסוגלים להפוך לכל תא בגופך, ניתן להשתמש בהם כדי לרפא כמעט כל פצע.

פשוט דוגמה של תאי גזע בעבודה כולל רופאים שלוקחים דגימות עור של נפגעי כוויות, הפיכתם לתאי גזע, גידול שכבת עור חדשה בצלחת פטרי, ולאחר מכן שימוש בעור זה שגדל לאחרונה כדי להשתיל/להחליף את העור השרוף של המטופל. ברמה מתקדמת יותר, תאי גזע נבדקים כיום כטיפול לרפא מחלות לב וגם לרפא את חוטי השדרה של משתקים, מה שמאפשר להם ללכת שוב.

אבל אחד השימושים היותר שאפתניים בתאי גזע אלה עושה שימוש בטכנולוגיית הדפסה תלת מימדית שהפכה לאחרונה לפופולרית.

הדפס ביולוגי תלת ממדי

הדפסה ביולוגית תלת מימדית היא היישום הרפואי של הדפסת תלת מימד לפיה רקמות חיות מודפסות שכבה אחר שכבה. ובמקום להשתמש בפלסטיק ומתכות כמו מדפסות תלת מימד רגילות, מדפסות ביולוגיות תלת מימדיות משתמשות (ניחשתם נכון) בתאי גזע כחומר הבנייה.

התהליך הכולל של איסוף וגידול תאי הגזע זהה לתהליך המתואר לדוגמא של נפגע הכוויה. עם זאת, ברגע שגדלו מספיק תאי גזע, ניתן להזין אותם למדפסת התלת-ממד כדי ליצור כמעט כל צורה אורגנית תלת-ממדית, כמו עור חלופי, אוזניים, עצמות, ובפרט, הם יכולים גם להדפיס איברים.

האיברים המודפסים בתלת מימד הם צורה מתקדמת של הנדסת רקמות המייצגת את החלופה האורגנית להשתלת האיברים המלאכותיים שהוזכרו קודם לכן. וכמו אותם איברים מלאכותיים, האיברים המודפסים הללו יצמצמו יום אחד את המחסור בתרומות איברים.

עם זאת, האיברים המודפסים הללו מציגים גם יתרון נוסף לתעשיית התרופות, שכן ניתן להשתמש באיברים מודפסים אלה לניסויים מדויקים וזולים יותר של תרופות וחיסונים. ומכיוון שאיברים אלו מודפסים באמצעות תאי גזע של המטופל עצמו, הסיכון שמערכת החיסון של המטופל תדחה איברים אלו יורד באופן דרסטי בהשוואה לאיברים שנתרמו מבני אדם, בעלי חיים ושתלים מכניים מסוימים.

בהמשך העתיד, עד שנות ה-2040, מדפסות ביולוגיות תלת-ממדיות מתקדמות ידפיסו איברים שלמים שניתן לחבר מחדש לגדם של קטועי גפיים, ובכך יהפכו את התותבות למיושנות.

טיפול גנטי

עם ריפוי גנטי, המדע מתחיל להתעסק בטבע. זוהי צורת טיפול שנועדה לתקן הפרעות גנטיות.

בפשטות, טיפול גנטי כרוך ברצף הגנום (DNA) שלך; לאחר מכן נותחו כדי למצוא גנים פגומים שגורמים למחלה; לאחר מכן שונה/ערוך כדי להחליף את אותם פגמים בגנים בריאים (כיום באמצעות הכלי CRISPR שהוסבר בפרק הקודם); ואז סוף סוף הכנס מחדש את הגנים הבריאים האלה בחזרה לגופך כדי לרפא את המחלה האמורה.

לאחר השכלול, ניתן להשתמש בתרפיה גנטית כדי לרפא מגוון מחלות, כמו סרטן, איידס, סיסטיק פיברוזיס, המופיליה, סוכרת, מחלות לב, אפילו מוגבלויות גופניות נבחרות כמו חֵרשׁוּת.

הנדסה גנטית

יישומי הבריאות של הנדסה גנטית נכנסים לאזור אפור אמיתי. מבחינה טכנית, פיתוח תאי גזע וריפוי גנטי הם בעצמם צורות של הנדסה גנטית, אם כי מתונה. עם זאת, היישומים של הנדסה גנטית המעסיקים את רוב האנשים כוללים שיבוט אנושי והנדסה של תינוקות מעצבים ובעלי-על.

את הנושאים האלה נשאיר לסדרת העתיד של האבולוציה האנושית שלנו. אבל למטרות הפרק הזה, יש יישום אחד של הנדסה גנטית שהוא לא כל כך שנוי במחלוקת... ובכן, אלא אם כן אתה טבעוני.

נכון לעכשיו, חברות כמו United Therapeutics עובדות על זה חזירים מהנדסים גנטית עם איברים המכילים גנים אנושיים. הסיבה שמאחורי הוספת הגנים האנושיים הללו היא להימנע מאיברי החזיר הללו מדחיית המערכת החיסונית של האדם אליו הם מושתלים.

לאחר הצלחה, ניתן לגדל בעלי חיים בקנה מידה כדי לספק כמות כמעט בלתי מוגבלת של איברים חלופיים ל"השתלת קסנו" בין חיה לאדם. זה מייצג אלטרנטיבה לאיברים המלאכותיים והתלת-ממדיים לעיל, עם היתרון שהוא זול יותר מאיברים מלאכותיים ובהמשך מבחינה טכנית מאיברים מודפסים בתלת-ממד. עם זאת, סביר להניח שמספר האנשים עם סיבות אתיות ודתיות להתנגד לצורה זו של ייצור איברים יבטיח שהטכנולוגיה הזו לעולם לא תעבור למיינסטרים באמת.

לא עוד פציעות ונכויות פיזיות

בהתחשב ברשימת הכביסה של שיטות טיפול טכנולוגיות לעומת ביולוגיות שעליהן דיברנו זה עתה, סביר להניח שעידן של קבוע הפציעות והמוגבלות הפיזיות יסתיימו לא יאוחר מאמצע שנות ה-2040.

ובעוד שהתחרות בין שיטות הטיפול הדיאמטריות הללו לעולם לא תיעלם, בגדול, ההשפעה הקולקטיבית שלהן תייצג הישג אמיתי בתחום הבריאות האנושי.

כמובן, זה לא כל הסיפור. בשלב זה, סדרת Future of Health שלנו חקרה את התוכניות החזויות לחסל מחלות ופציעות פיזיות, אבל מה עם הבריאות הנפשית שלנו? בפרק הבא, נדון בשאלה האם אנו יכולים לרפא את מוחנו בקלות כמו הגוף שלנו.

סדרת העתיד של הבריאות

שירותי בריאות לקראת מהפכה: עתיד הבריאות P1

מגיפות המחר ותרופות העל שהונדסו כדי להילחם בהן: עתיד הבריאות P2

Precision Healthcare נוגע לגנום שלך: עתיד הבריאות P3

הבנת המוח כדי למחוק מחלות נפש: עתיד הבריאות P5

לחוות את מערכת הבריאות של מחר: עתיד הבריאות P6

אחריות על הבריאות המכומתת שלך: עתיד הבריאות P7